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开题报告
题目年产8万吨丙烯酸合成项目设计
—合成工段工艺设计
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开题报告
一、课题的目的与意义
本课题主要是以丙烯原料合成丙烯酸，进而达到年产8万吨丙烯酸。丙烯酸具有酸性较强、有腐蚀性、化学性质活泼。有较强的腐蚀性，中等毒性。
工艺特点：
所选工艺流程采用循环法工艺。丙烯氧化采用Mo-Bi系或Mo-Co系催化剂,丙烯醛的单程收率约为80%。丙烯醛进一步氧化采用Mo,W,V,Fe系催化剂,丙烯酸单程收率高于90%[1]。
二、研究现状和前景展望
作为一种重要的化工原料，丙烯酸在化工行业中一直扮演着极其重要的角色。近十年来，随着城市化进程加快，丙烯酸单体消费量增长加速，预计我国2010～2020年丙烯酸单体的表观消费量增速平均在15%左右，中国丙烯酸工业有望迎来黄金十年[2]。
丙烯酸作为一种极其重要的化工原料，其下游衍生品也很丰富，从下游需求领域判断，未来中国的丙烯酸单体需求十分旺盛。丙烯酸涂料由于性能优异和对环境友好，应用日趋广泛。2009年国务院常务会议通过的十大产业振兴规划为涂料业发展带来机遇，再是楼市回暖、家电下乡、汽车下乡对配套产业的强力刺激，建筑涂料、防腐涂料、汽车涂料等均有大幅攀升，2016年中国涂料产量755万吨，消费丙烯酸单体40万吨左右，年均需求增长将超过20%。SAP是最有前景的深加工产品，国际上SAP消费的丙烯酸比例达到30%左右，而国内仅为17%左右，SAP主要用于婴儿尿片，妇女和成人卫生用品，以及林业园艺等领域，近几年添加SAP的卫生用品量呈快速上升。聚丙烯酸钠等具有良好的凝聚性能，被大量用作油田和水处理絮凝剂。国际上聚丙烯酸钠已被广泛用作替代水污染大的磷酸盐洗涤助剂，每年消费量达到40多万吨，随着中国近几年无磷洗涤剂的推广，聚丙烯酸盐需求空间也很大。因此，合成制备丙烯酸具有重要的意义[5]。
国内合成制备丙烯酸技术
（1）氯乙醇法
氯乙醇法是应用最早的丙烯酸工业生产方法，1927年和1931年先后在德国和美国用此法建立了生产装置，进行丙烯酸的工业生产。
该方法以氯乙醇和氰化钠为原料，在碱性催化剂存在下生成氰乙醇，氰乙醇在硫酸存在下脱水生产丙烯腈，再水解(或醇解)从而得到丙烯酸酯。
该方法毒性大，成本高，仅用于早期丙烯酸生产。
（2）乙烯法
该法用乙烯为原料，以把为催化剂合成丙烯酸。
美国联合石油公司于1973年使用该方法建成工业化装置，但此方法丙烯酸选择性只在75%—85%左右。目前乙烯法生产丙烯酸尚处于开发之中，工艺尚不成熟。
（3）丙烯直接氧化法
丙烯直接氧化法分为一步法和两步法两种。
一步法的反应为:
两步法的反应为:
第一步，丙烯氧化生成丙烯醛。
第二步，丙烯醛进一步氧化生成丙烯酸。
丙烯氧化法最早由UCC公司于1969年在美国建成第一套生产装置，随后日本触媒化学公司(1970年)、日本三菱化学公司(1973年)以及美国塞拉尼斯(Celanese)公司(1973年)相继建立了以丙烯氧化法生产丙烯酸的生产装置[16]。
世界上目前拥有丙烯氧化生产丙烯酸工艺技术的公司如日本触媒化学公司(MCC)、三菱化学公司(NSKK)、巴斯夫(BASF)公司和索亥俄(Sohio)公司等，采用的工艺技术均为丙烯两步氧化法[18]。工艺流程图见图1.1
图1.1循环法工艺流程简图
三、课题主要内容、拟解决的问题、研究特色和创新之处
1．主要内容：
本设计以丙烯为原料合成丙烯酸工艺为研究对象，首先需要分析设计方案的可行性，然后对国内外合成丙烯酸工艺进行分析比较，结合实际需要选择了一套经济实用的工艺方法：丙烯两步氧化法。首先，从课题的标题入手，找出关键词丙烯酸，并进行大量的文献探索，了解丙烯酸在国内外市场的行情以及生产工艺方案等等，完成开题报告和文献综述。并使用AspenPlus模拟丙烯酸生产工艺流程，在此基础上，进行物料衡算、能量衡算及主要设备的选型，使用绘图软件AutoCAD绘出带控制点工艺流程图、平面布置图等，进而完成设计要求。
2．需解决的问题
（1）工艺技术方案的比较和选择；
（2）物料衡算、能量衡算中物性数据查找、设备选型；
（3）设计说明书的编写（包括设计计算书）；
（4）